用設計正確的驅動器優化LED照明
上傳人:LEDth/整理 上傳時間: 2015-02-11 瀏覽次數: 54 |
LED照明已經成為節能潛力顯著的主流技術。據官方估計,僅將中國國內的三分之一照明市場轉換為LED產品,每年就能至少節電1億千瓦時,減少二氧化碳排放2千9百萬噸。然而,該行業目前存在一個障礙一如何控制才能使輸出無閃爍,這已成為一個普遍性問題。無論城市還是民用領域,該問題在諸如照明等應用領域尤為突出。讓我們仔細研究一下這個問題以及一些支持調光和無閃爍工作的驅動器設計方法。
利用基于先進TRIC技術的低成本簡易調光器,能夠相對容易地進行白熾燈調光。因此,這種調光器得到廣泛使用。欲使固態照明(SSL)或者基于LED的改型燈真正獲得成功,則這些產品必須在使用現有控制器和線路的情況下能夠進行調光。
實現LED調光面臨諸多問題,通常會造成閃爍和其他意想不到的情況。為了明白其中原因,我們必須首先解釋TRIAC控制器如何工作,然后考慮LED燈技術,最后再弄清楚兩者之間如何相互作用。
在典型TRIAC調光器中(見圖1).電位計R2用于調節TRIAC的相位角,相位角在VC2超過雙向觸發二極管(diac)的導通電壓后在每個交流電壓的上升沿觸發。RIAC在電流降至其保持電流以下時關斷,并且必須等待C2在下一個半波期間充電后再次導通。燈絲上施加的電壓與流經其的電流是調光信號相位角的函數,而相位角幾乎能在0至180°之間變化。
圖1典型的先進Triac調光器,以及其產生的電壓與電流波形圖。
專用于更換標準白熾燈泡的LED燈通常包含一個排列好的LED陣列,用來發出均勻的光。LED連接成一個燈串。每個LED的亮度是流經其電流的函數,且通常擁有3.45 V左右的正向壓降。但是,LED陣列的壓降會在2.8V至40V之間變化,并且有可以接人120VAC電網電壓的LED模塊。LED燈串應采用恒流源驅動,且必須嚴格控制電流以確保相鄰燈泡之間的發光水平均勻。
TRIAC和LED驅動器
對于需要調光的LED燈泡,其電源必須能轉換來自TRIAC控制器的可變相位角輸出信號,扶而以單調方式調節恒定電流以驅動LED。既要實現這一控制,又要確保正確調光,將會導致性能變差。由此出現各種問題包括閃爍、啟動慢、發光不均勻或者在調節發光光照水平時出現閃光。另外,還存在各裝置不一致的問題以及燈泡發出煩人的可聞噪聲。這些情況通常是由誤觸發或者TRIAC提前關斷與LED電流控制不充分共同造成的。誤觸發的根本原因在于TRIAC觸發時出現電流振蕩效應。圖2說明了這種效應。
TRIAC觸發時,電網交流電壓幾乎瞬間施加到LED燈電源的LC輸入濾波器上。這種施加到電感上的電壓階躍就會造成振蕩。如果在振蕩期間流經調光器的電流降至TRIAC觸發電流以下,TRIAC將會關斷。TRIAC觸發電路會重新充電,然后重新觸發調光器。TRIAC的這種多次誤啟動會在LED燈中造成令人不悅的可聞噪聲和閃爍。降低輸入EMI濾波器的復雜性有助于將意外振蕩降至最小。為實現成功調光,盡可能減小輸入EMI濾波電感器和電容器也是關鍵因素。
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